Giải bài 4: Dao động tắt dần. Dao động cưỡng bức

A. Lý thuyết

I. Dao động tắt dần

1. Thế nào là dao động tắt dần?

Dao động tắt dần là dao động có biên độ giảm dần theo thời gian.

2. Giải thích

Khi con lắc dao động, nó chịu tác dụng của lực cản không khí. Lực cản này cũng là một lực ma sát làm tiêu hao cơ năng của con lắc, chuyển hóa cơ năng dần thành nhiệt năng. Vì thế, biên độ của con lắc giảm dần theo thời gian.

3. Ứng dụng

Dao động tắt dần được ứng dụng rất nhiều trong cuộc sống ví dụ như trong thiết bị đóng cửa tự động hay các thiết bị giảm xóc ….

II. Dao động duy trì

Dao động duy trì là dao động được duy trì bằng cách giữ cho biên độ không đổi mà không làm thay đổi chu kì của dao động riêng.

Dao động của con lắc đồng hồ, 

III. Dao động cưỡng bức

1. Thế nào là dao động cưỡng bức?

Dao động cưỡng bức là dao động chịu tác dụng của ngoại lực cưỡng bức tuần hoàn. 

2. Đặc điểm

• Dao động cưỡng bức có biên độ không đổi và có tần số bằng tần số của lực cưỡng bức.
• Biên độ của dao động cưỡng bức phụ thuộc vào biên độ của lực cưỡng bức và độ chênh lệch giữa tần số của lực cưỡng bức và tần số dao động riêng của hệ.

IV. Hiện tượng cộng hưởng

1. Định nghĩa

Hiện tượng cộng hưởng là hiện tượng biên độ dao động cưỡng bức tăng đến giá trị cực đại khi tần số f của lực cưỡng bức tiến đến bằng tần số riêng f₀ của hệ dao động.

Điều kiện cộng hưởng: f = f₀.

2. Giải thích

Khi f = f₀ thì hệ được cung cấp năng lượng một cách nhịp nhàng đúng lúc, do đó biên độ dao động của hệ tăng dần lên. 

Biên độ dao động đạt tới cực đại và không đổi khi tốc độ tiêu hao ma sát bằng tốc độ cung cấp năng lượng cho hệ.

3. Vai trò

Hiên tượng cộng hưởng vừa có lợi vừa có hại.